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문제 정의
- 도시화를 연구하기 위해서 이전에는 주로 지상관측 자료가 사용되었지만 최근에는 위성자료를 이용한 이 차원 원격관측 자료가 많이 이용하고 있다. 본 연구에서는 현재 이용 가능한 지상관측 자료 와 이 차원 원격관측 자료를 이용하여 장기간의 지역 기후변화 특성을 분석하였다. 기상자료로는 강수량, 기온, 습도, 대형.
제안 방법
- 본 연구에서는 기상청에서 현재 운영중인 76개 지상기상관측소의 관측시작 시점부터 2004년 12월 31일까지의 기상요소 자료를 이용하여 지역기 후 특성을 분석하였으며, 이들 기상자료 중 평균기온의 월 및 년 경향, 강수량 월, 계절 및 년 경향, 연강수 일수, 일강수량이 20mm 이상, 30mm 이상, 80mm 이상인 연일수, 대형 및 소형 팬증발량, 일평균습도의 월, 계절 및 년 경향 분석을 실시하였다. 각 관측소마다 보유한 기상요소 및 그 기간이 각각 다르기 때문에 자료의 기간을 30년(1975년~ 2004년), 60년(1945년~ 2004년), 90년(1915 ~ 2004년), 100년(1905 ~ 2004년)으로 나누고 각기상요소별로 이 기간에 해당되는 관측소의 자료를 분석하였다. 지상기상관측소 76개소 중 최소 30년 이상의 자료를 보유한 곳은 기상요소별로 다르지만 기온, 강수량 요소에서는 약 62개소가 있다.
- 본 연구에서는 25개 지상관측지점의 자료와 정규식생지수의 자료를 이용하여 도시화 영향을 분석하였다. 기온의 변화경향분석 결과 선행연구와 비슷하게 대부분의 관측 지점에서 증가 추세를 보였고 해안이나 내륙도시화 정도에 따라 그 증가량에 차이를 보였다.
- 기후연구에 있어서는 가능한 장기간의 자료가 필요하지만 우리나라의 경우 기상자료의 관측 역사가 짧은 관계로 장기간 자료를 이용할 때는 이용 가능한 관측 지점수가 줄어든다. 본 연구에서는 기상청에서 현재 운영중인 76개 지상기상관측소의 관측시작 시점부터 2004년 12월 31일까지의 기상요소 자료를 이용하여 지역기 후 특성을 분석하였으며, 이들 기상자료 중 평균기온의 월 및 년 경향, 강수량 월, 계절 및 년 경향, 연강수 일수, 일강수량이 20mm 이상, 30mm 이상, 80mm 이상인 연일수, 대형 및 소형 팬증발량, 일평균습도의 월, 계절 및 년 경향 분석을 실시하였다. 각 관측소마다 보유한 기상요소 및 그 기간이 각각 다르기 때문에 자료의 기간을 30년(1975년~ 2004년), 60년(1945년~ 2004년), 90년(1915 ~ 2004년), 100년(1905 ~ 2004년)으로 나누고 각기상요소별로 이 기간에 해당되는 관측소의 자료를 분석하였다.
- 따라서 자연식생피복의 경우에는 정규식생지수값이 높고, 반대로 인공포장으로 이루어진 도시지역의 정규식생지수값은 낮다. 본 연구에서는 이러한 정규식생지수의 특성을 이용해서 1981년 7월 1일부터 2001년 10월 1일까지 약 20년 정도의 NOAA/AVHRR 정규식생지수 자료를 사용하여, 그림 1 (b)에서 보여주는 것처럼 대도시 지역인 서울, 부산, 대구, 인천, 대전, 울산지역과 삼림지역인 소양강 유역, 안동댐 유역 정규식생지수 자료의 경향성 분석을 실시하였다.
- 기상자료로는 강수량, 기온, 습도, 대형.소형 팬증발량 등을 월별, 연별로 또, 전통적 도시화 지역, 산업화로 급격하게 도시화가 된 지역, 비도시 지역으로 나누어 경향성 분석을 수행하였다. 식생은 기온, 강수량, 토양 등 기후변화에 민감하게 반응하기 때문에 식생의 분포 및 활력도를 파악할 때 주로 사용되는 원격관측 자료인 정규식생지수 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)를 이용하여 대표적 도시화 지역인 서울, 인천, 부산, 울산, 대구, 대전과 비도시지역 인 소양강댐 유역 , 안동댐 유역의 장기식생변화를 비교 분석하였다.
- 소형 팬증발량 등을 월별, 연별로 또, 전통적 도시화 지역, 산업화로 급격하게 도시화가 된 지역, 비도시 지역으로 나누어 경향성 분석을 수행하였다. 식생은 기온, 강수량, 토양 등 기후변화에 민감하게 반응하기 때문에 식생의 분포 및 활력도를 파악할 때 주로 사용되는 원격관측 자료인 정규식생지수 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)를 이용하여 대표적 도시화 지역인 서울, 인천, 부산, 울산, 대구, 대전과 비도시지역 인 소양강댐 유역 , 안동댐 유역의 장기식생변화를 비교 분석하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 현재 이용 가능한 지상관측 자료 와 이 차원 원격관측 자료를 이용하여 장기간의 지역 기후변화 특성을 분석하였다. 기상자료로는 강수량, 기온, 습도, 대형.소형 팬증발량 등을 월별, 연별로 또, 전통적 도시화 지역, 산업화로 급격하게 도시화가 된 지역, 비도시 지역으로 나누어 경향성 분석을 수행하였다.
- 지상기상관측소 76개소 중 최소 30년 이상의 자료를 보유한 곳은 기상요소별로 다르지만 기온, 강수량 요소에서는 약 62개소가 있다. 이 중에서 지역적 기후 특성 즉 전통적 대도시 지역, 산업화로 급격히 도시화된 지역, 그리고 비교적 도시화의 영향을 받지 않는 지역으로 나누고 이 지역에서 내륙과 해안의 영향을 비교할 수 있는 25개소의 관측소를 선택해서 기상요소 자료의 분석을 실시하였다. 그림 1 (a) 는 본 연구에서 사용한 25개의 관측소의 위치를 나태내고 있다.
성능/효과
- 평균 기온을 보면 대부분 분석지점에서 기온 상승 경향성을 나타냈으며 비교적 관측지점이 많은 60년, 30년 자료를 비교해서도시화의 영향을 살펴보면 기존의 대도시(인천, 부산, 서울, 대구, 광주)와 30년 이내에 급격하게 대도시로 성장한 울산, 포항, 대전, 수원의 기온 증가량이 비도시 지역인 서산, 진주, 부여, 영덕, 의성, 합천의 증가량보다 더 크다는 것을 알 수 있다. 강수량도 전 지점에서 증가 경향을 나타내고 있고 각 기간 평균값을 보면 그 증가량이 근래에 들어서 더 커짐을 볼 수 있지만 강수량은 월별, 연별, 계절별, 지역별 변동성이 큰 것으로 나타났다. 일평균습도도 대부분의 지역에서 감소하는 것으로 나타났는데 이는 앞선 도시화 연구에서 나타난 습도의 감소 추세와 같은 결과라고 보였다.
- 기온의 변화경향분석 결과 선행연구와 비슷하게 대부분의 관측 지점에서 증가 추세를 보였고 해안이나 내륙도시화 정도에 따라 그 증가량에 차이를 보였다. 강수량은 강수일수는 감소하였으나 연강수량은 증가하고 일강수량이 20mm, 30mm, 80mm를 넘는 호우일수는 증가하였고 강수량은 월, 년, 계절별로 심한 변동성을 가지는 것으로 나타났다. 도시지역의 기온과 강수량의 변화 추이는 비도시 지역보다 더 크게 나타남을 볼 수 있었다.
- 본 연구에서는 25개 지상관측지점의 자료와 정규식생지수의 자료를 이용하여 도시화 영향을 분석하였다. 기온의 변화경향분석 결과 선행연구와 비슷하게 대부분의 관측 지점에서 증가 추세를 보였고 해안이나 내륙도시화 정도에 따라 그 증가량에 차이를 보였다. 강수량은 강수일수는 감소하였으나 연강수량은 증가하고 일강수량이 20mm, 30mm, 80mm를 넘는 호우일수는 증가하였고 강수량은 월, 년, 계절별로 심한 변동성을 가지는 것으로 나타났다.
- 도시지역의 기온과 강수량의 변화 추이는 비도시 지역보다 더 크게 나타남을 볼 수 있었다. 도시지역과 비도시 지 역간의 식생의 차이를 나타내어 주는 정규식생지수분석 결과 도시지역은 감소 추세를 비도시지 역은 증가 추세를 보여주었다. 본 연구에서는 정규식생지수 자료 격자 8kmX8km 해상도 이미지를 사용하였고 앞으로 도시화 영향을 정확하게 규명하기 위해서는 고해상도(<1km) 이미지를 사용한 연구가 필요하다.
- 대형.소형 팬증 발량의 30년 동안의 경향성을 분석해본 결과 대형 팬증 발량은 감소 추세를 소형 증발량 은 지역에 따라 증가 또는 감소 추세를 나타내었다. 증발량 분석은 관측 자료의 부족과 그 자료의 신뢰도 때문에 명확한 분석 결과를 내릴 수는 없다.
- 5개 관측소에 대해서 30년, 60년, 90년, 100년의 기간에 따라 평균 기온, 강수량, 습도, 증발량 경향이 어떤 차이가 있는지를 알아보기 위해서표 1에 각 기간에 대한 선형경향을 나타냈다. 평균 기온을 보면 대부분 분석지점에서 기온 상승 경향성을 나타냈으며 비교적 관측지점이 많은 60년, 30년 자료를 비교해서도시화의 영향을 살펴보면 기존의 대도시(인천, 부산, 서울, 대구, 광주)와 30년 이내에 급격하게 대도시로 성장한 울산, 포항, 대전, 수원의 기온 증가량이 비도시 지역인 서산, 진주, 부여, 영덕, 의성, 합천의 증가량보다 더 크다는 것을 알 수 있다. 강수량도 전 지점에서 증가 경향을 나타내고 있고 각 기간 평균값을 보면 그 증가량이 근래에 들어서 더 커짐을 볼 수 있지만 강수량은 월별, 연별, 계절별, 지역별 변동성이 큰 것으로 나타났다.
후속연구
- 도시지역과 비도시 지 역간의 식생의 차이를 나타내어 주는 정규식생지수분석 결과 도시지역은 감소 추세를 비도시지 역은 증가 추세를 보여주었다. 본 연구에서는 정규식생지수 자료 격자 8kmX8km 해상도 이미지를 사용하였고 앞으로 도시화 영향을 정확하게 규명하기 위해서는 고해상도(<1km) 이미지를 사용한 연구가 필요하다.
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